Geothermie nicht nur für Einzelhäuser
Erdwärmepumpen (GHP) nutzen die Erde als natürliche Energiequelle und werden immer beliebter, weil sie niedrigere Energiekosten und weniger Treibhausgasemissionen bedeuten. Derartige Systeme verwenden typischerweise einen Wärmetauscher im Kontakt mit dem Boden oder dem Grundwasser, um Wärme zu extrahieren oder abzuführen. Vertikale GHP gehören zu den beliebtesten Techniken. Wissenschaftler initiierten das EU-finanzierte Projekt ECO-GHP (Multi-criteria assessment and optimization of geothermal heat pump systems), um die GHP-Technologie von einzelnen Häusern auf größere Gebäude erfolgreich zu skalieren. Innovative computergestützte Bewertungs- und Optimierungsmethoden ermöglichen die Gestaltung der optimalen Konfiguration mehrerer GHP. Der methodische Ansatz umfasst die Auswertungen der Ökobilanz verschiedener GHP-Konfigurationen und technisch-ökonomischer Kriterien. Unter Verwendung von linearen Programmierungsmethoden und evolutionären Algorithmen in Kombination mit numerischen und analytischen Berechnungen untersuchten die Wissenschaftler verschiedene hypothetische und realistische Szenarien. Dazu gehörten die Anwesenheit oder Abwesenheit von Grundwasserströmung sowie homogene und heterogene hydrogeologische Bedingungen. Darüber hinaus untersuchten sie GHP-Felder verschiedener Größen, mit saisonal variablem Heiz- und Kühlenergiebedarf. Das Team fand heraus, dass die optimale GHP-Konfiguration eine Installation auf den Feldkanten statt in Gitterrahmen darstellte, was die seitliche Wärmebereitstellung verbesserte. Simulationen bestätigten eine Verbesserung gegenüber der herkömmlichen Praxis. ECO-GHP stellte eine stabile Methodik vor, die auf verschiedene geologische Bedingungen für die Planung und den Betrieb mehrerer GHP angewendet werden kann. Richtig konzipiert und installiert bieten diese Systeme eine attraktive Alternative zu Raumheizung auf der Basis von fossilen Brennstoffen.
Schlüsselbegriffe
Geothermie, große Gebäude, Erdwärmepumpen, Wärmetauscher, Heizung und Kühlung
